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Startup Weekend IoT Lyon – Mars 2018
Adrien Chapelet
Sigfox Ambassador EMEA - Lyon
adrien3d@gmail.com
https://adrien.iothings.fr/
adrien3d
adrien3d
adriot
2
Adrien Chapelet
Qu’est-ce que Sigfox ?
Sigfox : Réseau LPWAN global
Basse consommation,
pour être autonome
Global,
pour être utilisé partout
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QU’EST-CE QUE SIGFOX FOURNIT ?

Un réseau pour objets connectés transportant la donnée de l’objet à votre SI
9
SI ClientPlate-forme
d’analyse
Big Data
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optimisés pour
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Réseau haute
capacité : plus d’1
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messages /
Base Station / jour
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par jour par objet
Transmis avec son
protocole radio
dans le spectre
public
Réseau Global Cloud SIGFOX
10
1	%	du	temps	pour	les	objets

Jusqu’à	6	messages/heure
UPLINK	
Charge	utile	de	12	Octets	
- Donnée	de	capteur	
- Statut	d’un	évènement	
- Fix	GPS	
- Donnée	applicative
DOWNLINK	
Charge	utile	de	8	Octets	
- Déclencheur	d’Action	
- Gestion	d’objet	
- Réglage	de	paramètres	applicatifs
10	%	du	temps	pour	les	Antennes

4	messages/jour	guarantees
CLOUD	
SIGFOX
PETITS MESSAGES

pour répondre aux contraintes de coût et d’autonomie des objets
ULTRA NARROW BAND
11
868.034 868.226
f (MHz)
192 KHz de large
100 Hz
Actuellement réparti sur 200KHz du spectre
Haute efficacité du spectre 1bit/s = 1Hz of de bande passante
Chaque message est large de ~100Hz
✓
✓
✓
ACCÈS ALÉATOIRE
12
Transmission non synchronisée entre le réseau et l’objet (non connecté)
L’objet transfère une petite quantité d’énergie sur une fréquence aléatoire sans protocole
supplémentaire (sauts de fréquence)
Les Base stations SIGFOX écoutent le spectre en permanence et interprètent les signaux UNB reçus
La même trame est envoyée 3 fois, ce qui permet une diversité temporelle et fréquentielle
Trame1 @F1
Trame2 @F2
Trame3 @F3
Message Uplink
t1
t2
t3
2.08s pour 12B
Fréquence
Temps
✓
✓
✓
✓
13
Capacités Anti-brouillage grâce à la résistance de l’UNB couplé à la diversité spatiale des base stations (+20dB)
HAUTE RÉSISTANCE AUX INTERFÉRENCES

robuste pour évoluer dans la bande publique ISM
Pour les mêmes raisons techniques que ci-dessus, UNB est extrêmement robuste dans un environnement avec
d’autres signaux à étalement de spectre. Cependant, les réseaux à étalement de spectre sont affectés par les
signaux UNB. Ultra Narrow Band est par conséquent le meilleur choix pour opérer dans la bande ISM publique
8 dB nécessaires
pour que le signal
soit reçu
Signal brouilleur
✓
✓
Impact de
l’interférence
14
RÉSEAU (TRÈS) HAUTE CAPACITÉ

PARÉ POUR LES USAGES DE DEMAIN
Design Robuste dû à l’UNB
Diversité temporelle (3 répétitions)
Diversité fréquentielle (3 fréquences différentes et aléatoires)
Diversité spatiale (multiples base stations)
UNB
Diversité
fréquentielle
et temporelle
Diversité
spatiale des
base station
=
Capacité très élevée
+
Haute Qualité de Service
✓
✓
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15
Capacités Anti-brouillage grâce à la résistance de l’UNB couplé à la diversité spatiale des base stations (+20dB)
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16
INTÉGRATION DE PLATEFORME
Construire un objet
Sigfox
Build
• Plateforme évolutive en ligne pour aider les « device makers » et
les « solution providers » à chaque étape de leur développement
• Centre de ressources documentaires centralisé
• Support pour le développement de device et l’équipement
• Processus de certification simplifié
Hardware
• Sigfox n’est pas un fournisseur hardware
• Les composants proviennent de
multiples partenaires
Différentes solutions Sigfox
!20
Modules
➢ Sigfox uniquement
➢ Connectivité multiple (avec BLE, WiFi, GPS …)
➢ Sigfox certified and type approved
Ref Design
➢ eBOM et layout PCB certifié par Sigfox
Transceiver / SoC
➢ Utilisés pour des reference designs, modules …
Choix par défaut (à part
dans un design existant
avec un transceiver
spécifique)
AT Modem / pas de SDK
Extra-MCU requis
API Module / avec SDK
Pas d’extra-MCU requis
Multi-connectivité
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MCU
App
BLE
WIFI
GPS
MCU
Protocol
Sigfox Lib
+ ID / Key
Transceiver
TX
RX
MCU
App
Transceiver
Protocol
Sigfox Lib
+ ID / Key
TX
RX
MCU Transceiver
Protocol
Sigfox Lib+ ID / Key
TX
RX
MCU
App
Modules Module Cluster Module Maker Reference Extra-Connectivity
Multi-connectivity
Combo
Wisol WSSFM20Rx GPS, BT, WIFI, Acc
Telecom Design TD 1204, TD 1205 GPS, Acc, Antenna
Innocomm SN20-1x BT, GPS, WiFi, Acc
PyCom S01 (SIPY) 14dBm / 22dBm BT, WIFI
Dual-Mode muRata LPWA Lora/Sigfox dual-mode
Sigfox
w/ Secure Element
Jorgin WS2119-A0 BT, Secure Element
Sigfox only
with SDK
SMK WF923
Radiocraft RC1682-SIG / RC1692HP-SIG
M2COMM UPLYNX RC1 / RC2/4
Telecom Design TD 1207, TD 1508
Telit LE51-868 S
Liteon
muRata
Sigfox only
AT Modem, no SDK
Innocomm SN10-1x
Wisol WSSFM10Rx
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Bon … Lequel choisir ?
Tout dépend du cas d’utilisation !
Le plus important:
• SDK ?
• Autre connectivité ?
• Support ?
• Prix ?
• Consommation d’énergie ?
• Disponibilité ?
• Taille ?
Antenne : LA partie la plus
importante
À PLANIFIER PENDANT LE DESIGN DU PCB
• Balance entre design & performances
• Dépend du cas d’utilisation
• Viser u0 (+14 dBm ou +22 dBm)
• Embaucher un expert si besoin
• https://build.sigfox.com/antennas
24
Antennes
• Beaucoup de fournisseurs sur étagère (Molex, Pulse, Linx..)
• Peut se faire soi-même
• Tout dépend de ce que l’on a et ce que l’on a besoin
• Antenne Sens’it : design open source

https://build.sigfox.com/antennas#antenna-design-example
Antennes (petit retour)
Antenne Prix Taille Integration Perf Intérieur ?
Externe OUI
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• Pic de Courant en transmission
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compatibilité
Compatibilité Transceivers
•Texas Instruments: CC1120, CC1125,
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•Silicon Labs : EFR32, EZR32
•Semtech : SX1272, SX1276
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31
10k	requis	sur	la	flash	MCU	pour	la	stack	Sigfox
Besoin	d’un	transceiver	vérifié	pour	
intégrer	la	Stack	Sigfox
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• Infos sur Arduino MKRFOX: https://www.arduino.cc/en/
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  • 8. Couverture Globale : UN Réseau 36 pays ➔ 45 pays d'ici fin-2018
  • 9. QU’EST-CE QUE SIGFOX FOURNIT ?
 Un réseau pour objets connectés transportant la donnée de l’objet à votre SI 9 SI ClientPlate-forme d’analyse Big Data Donnée objet Partenaires avec des applications spécifiques pour votre business Stockage de données et intelligence verticale Intégrité de l’identification et authentification Messages de 0 à 12 octets optimisés pour des valeurs de capteurs Réseau haute capacité : plus d’1 milliard de messages / Base Station / jour 0 à 140 messages par jour par objet Transmis avec son protocole radio dans le spectre public Réseau Global Cloud SIGFOX
  • 10. 10 1 % du temps pour les objets
 Jusqu’à 6 messages/heure UPLINK Charge utile de 12 Octets - Donnée de capteur - Statut d’un évènement - Fix GPS - Donnée applicative DOWNLINK Charge utile de 8 Octets - Déclencheur d’Action - Gestion d’objet - Réglage de paramètres applicatifs 10 % du temps pour les Antennes
 4 messages/jour guarantees CLOUD SIGFOX PETITS MESSAGES
 pour répondre aux contraintes de coût et d’autonomie des objets
  • 11. ULTRA NARROW BAND 11 868.034 868.226 f (MHz) 192 KHz de large 100 Hz Actuellement réparti sur 200KHz du spectre Haute efficacité du spectre 1bit/s = 1Hz of de bande passante Chaque message est large de ~100Hz ✓ ✓ ✓
  • 12. ACCÈS ALÉATOIRE 12 Transmission non synchronisée entre le réseau et l’objet (non connecté) L’objet transfère une petite quantité d’énergie sur une fréquence aléatoire sans protocole supplémentaire (sauts de fréquence) Les Base stations SIGFOX écoutent le spectre en permanence et interprètent les signaux UNB reçus La même trame est envoyée 3 fois, ce qui permet une diversité temporelle et fréquentielle Trame1 @F1 Trame2 @F2 Trame3 @F3 Message Uplink t1 t2 t3 2.08s pour 12B Fréquence Temps ✓ ✓ ✓ ✓
  • 13. 13 Capacités Anti-brouillage grâce à la résistance de l’UNB couplé à la diversité spatiale des base stations (+20dB) HAUTE RÉSISTANCE AUX INTERFÉRENCES
 robuste pour évoluer dans la bande publique ISM Pour les mêmes raisons techniques que ci-dessus, UNB est extrêmement robuste dans un environnement avec d’autres signaux à étalement de spectre. Cependant, les réseaux à étalement de spectre sont affectés par les signaux UNB. Ultra Narrow Band est par conséquent le meilleur choix pour opérer dans la bande ISM publique 8 dB nécessaires pour que le signal soit reçu Signal brouilleur ✓ ✓ Impact de l’interférence
  • 14. 14 RÉSEAU (TRÈS) HAUTE CAPACITÉ
 PARÉ POUR LES USAGES DE DEMAIN Design Robuste dû à l’UNB Diversité temporelle (3 répétitions) Diversité fréquentielle (3 fréquences différentes et aléatoires) Diversité spatiale (multiples base stations) UNB Diversité fréquentielle et temporelle Diversité spatiale des base station = Capacité très élevée + Haute Qualité de Service ✓ ✓ ✓ ✓
  • 15. 15 Capacités Anti-brouillage grâce à la résistance de l’UNB couplé à la diversité spatiale des base stations (+20dB) HAUTE RÉSISTANCE AUX INTERFÉRENCES
 robuste pour évoluer dans la bande publique ISM Pour les mêmes raisons techniques que ci-dessus, UNB est extrêmement robuste dans un environnement avec d’autres signaux à étalement de spectre. Cependant, les réseaux à étalement de spectre sont affectés par les signaux UNB. Ultra Narrow Band est par conséquent le meilleur choix pour opérer dans la bande ISM publique 8 dB nécessaires pour que le signal soit reçu Signal brouilleur ✓ ✓ Impact de l’interférence
  • 18. Build • Plateforme évolutive en ligne pour aider les « device makers » et les « solution providers » à chaque étape de leur développement • Centre de ressources documentaires centralisé • Support pour le développement de device et l’équipement • Processus de certification simplifié
  • 19. Hardware • Sigfox n’est pas un fournisseur hardware • Les composants proviennent de multiples partenaires
  • 20. Différentes solutions Sigfox !20 Modules ➢ Sigfox uniquement ➢ Connectivité multiple (avec BLE, WiFi, GPS …) ➢ Sigfox certified and type approved Ref Design ➢ eBOM et layout PCB certifié par Sigfox Transceiver / SoC ➢ Utilisés pour des reference designs, modules … Choix par défaut (à part dans un design existant avec un transceiver spécifique)
  • 21. AT Modem / pas de SDK Extra-MCU requis API Module / avec SDK Pas d’extra-MCU requis Multi-connectivité Pas d’extra MCU requires Modules - différentes architectures MCU App BLE WIFI GPS MCU Protocol Sigfox Lib + ID / Key Transceiver TX RX MCU App Transceiver Protocol Sigfox Lib + ID / Key TX RX MCU Transceiver Protocol Sigfox Lib+ ID / Key TX RX MCU App
  • 22. Modules Module Cluster Module Maker Reference Extra-Connectivity Multi-connectivity Combo Wisol WSSFM20Rx GPS, BT, WIFI, Acc Telecom Design TD 1204, TD 1205 GPS, Acc, Antenna Innocomm SN20-1x BT, GPS, WiFi, Acc PyCom S01 (SIPY) 14dBm / 22dBm BT, WIFI Dual-Mode muRata LPWA Lora/Sigfox dual-mode Sigfox w/ Secure Element Jorgin WS2119-A0 BT, Secure Element Sigfox only with SDK SMK WF923 Radiocraft RC1682-SIG / RC1692HP-SIG M2COMM UPLYNX RC1 / RC2/4 Telecom Design TD 1207, TD 1508 Telit LE51-868 S Liteon muRata Sigfox only AT Modem, no SDK Innocomm SN10-1x Wisol WSSFM10Rx Telecom Design TD 1207R
  • 23. Bon … Lequel choisir ? Tout dépend du cas d’utilisation ! Le plus important: • SDK ? • Autre connectivité ? • Support ? • Prix ? • Consommation d’énergie ? • Disponibilité ? • Taille ?
  • 24. Antenne : LA partie la plus importante À PLANIFIER PENDANT LE DESIGN DU PCB • Balance entre design & performances • Dépend du cas d’utilisation • Viser u0 (+14 dBm ou +22 dBm) • Embaucher un expert si besoin • https://build.sigfox.com/antennas 24
  • 25. Antennes • Beaucoup de fournisseurs sur étagère (Molex, Pulse, Linx..) • Peut se faire soi-même • Tout dépend de ce que l’on a et ce que l’on a besoin • Antenne Sens’it : design open source
 https://build.sigfox.com/antennas#antenna-design-example
  • 26. Antennes (petit retour) Antenne Prix Taille Integration Perf Intérieur ? Externe OUI Fil OUI Ceramique NON Imprimé PCB OUI
  • 27. Batteries • Prédictibilité Sigfox: pas de signalement,
 1 message = X uAh • Différents types de batteries = Different Cas d’Utilisation Appareil Rechargeable ? Contraintes de taille ? Les zones radio ont peu d’impact sur la durée de vie • Pic de Courant en transmission 20 à 50 mA in Europe, 130 à 250 mA aux US Pile bouton : courte durée de vie Peut fonctionner avec un circuit avec (super)-capacité Préférer plusieurs petites batteries qu’une seule grande
  • 28. Zones radio • RZ1: Europe, MEA 868 MHz, +14 dBm • RZ2: Amérique du Nord, Brésil 902 MHz, +22 dBm • RZ3: Japon, Corée du Sud 920 MHz, +14 dBm, LBT • RZ4: Amérique du Sud 920 MHz, +22 dBm
  • 29. Multi radio zones devices • Zone unique Hardware Hardware Différent (modules)
 Version du Module différent mais même pinout/PCB • Multi Zones Hardware Même Hardware, reste dans la même zone Définir la zone pendant la production/flashage firmware • Multi Zones Software : service Monarch Même hardware, interzone flottant Pour des cas d’utilisation de tracking spécifique mondial Requiert un firmware Sigfox spécifique sur le chipset
  • 31. Compatibilité Transceivers •Texas Instruments: CC1120, CC1125, CC1310, CC1350 •Silicon Labs : EFR32, EZR32 •Semtech : SX1272, SX1276 •ST : S2LP ( etc.) 31 10k requis sur la flash MCU pour la stack Sigfox Besoin d’un transceiver vérifié pour intégrer la Stack Sigfox
  • 34. Télécharger les exemples (RPi et Arduino) https://github.com/adrien3d/sigfox-workshop
  • 35. Ressources Utiles • Build : http://build.sigfox.com • Make : http://makers.sigfox.com • Infos sur Arduino MKRFOX: https://www.arduino.cc/en/ Main.ArduinoBoardMKRFox1200 • Questions? : http://ask.sigfox.com
  • 36. À propos du module BRKWS10
  • 37. Mettre en place l’IDE Arduino Importez la librairie disponible ici : https://github.com/adrien3d/IO_WSSFM10-Arduino